机械设备故障现象及排除方法

在工业生产、工程建设等领域，机械设备的稳定运行是保障效率与安全的核心前提。设备故障的及时识别与科学排除，既需要扎实的专业知识，也依赖于对典型故障模式的经验总结。本文从机械结构、电气控制、液压气动三大系统入手，结合现场运维案例，梳理故障现象与对应解决策略，为设备管理人员、维修人员提供实操参考。一、机械结构类故障：磨损、松动与振动（一）部件磨损：精度下降、异响加剧典型现象：机床加工时尺寸超差，刀具寿命骤减（导轨、丝杠磨损）；齿轮箱运转时出现“哒哒”异响，负载端转速波动（齿轮啮合面磨损）；输送带打滑、跑偏，传动效率降低（滚筒包胶层磨损）。排除方法：1.检测定位：用百分表测量轴类零件的圆跳动（如电机轴跳动＞0.05mm需修复）；借助振动分析仪监测轴承振动幅值（正常工况下≤4.5mm/s，超标则拆检）。2.修复/更换：轻度磨损（如导轨表面划痕）可通过研磨、贴塑修复；齿轮啮合间隙超限时（原厂标准0.1~0.2mm），更换齿轮并重新调整啮合精度；磨损件更换后，按要求加注适配润滑剂（如齿轮箱用极压齿轮油，导轨用锂基脂）。（二）连接松动：位移、异响与密封失效典型现象：联轴器螺栓松动，电机与泵轴不同心，运转时产生周期性“哐当”声；导轨压板松动，滑块运行卡顿、定位精度下降；油箱盖板螺栓松动，导致液压油外溅、杂质侵入。排除方法：1.系统排查：停机后用扭矩扳手紧固关键部位（如主轴箱、传动支架螺栓，扭矩按原厂要求）；用塞尺检查结合面间隙，判断是否因松动导致密封失效（间隙＞0.1mm需重新密封）。2.防松强化：易松动部位加装弹簧垫圈、涂覆螺纹锁固胶（如厌氧胶）；对振动频繁的部件，采用双螺母锁紧或止动垫片结构。二、电气控制系统故障：短路、传感器与程序异常（一）电路故障：短路、断路与过热典型现象：设备突然停机，熔断器熔断（如PLC输入模块短路，对应通道指示灯常亮）；电机过热冒烟，热继电器频繁跳闸（电缆绝缘层破损导致短路）；信号传输中断，执行元件无动作（接近开关线路断路）。排除方法：1.精准检测：用万用表（电阻档）测量线路通断，电压档检测电源输出（如220V电源实测＜198V需排查供电）；热成像仪扫描电气柜，定位发热点（如端子排氧化导致虚接，温度＞60℃需处理）。2.修复替换：更换同规格熔断器（禁止超额定电流代用，如10A熔断器不可用15A）；修复破损电缆，重新压接端子（确保接触电阻≤5mΩ）；受潮电气元件烘干后，检测绝缘电阻（≥2MΩ为合格）。（二）传感器故障：信号误报、检测失效典型现象：温度传感器误报“超温”，设备无故障停机（传感器受潮或漂移）；光电传感器检测距离缩短，工件识别错误（镜头积尘）；位移传感器（光栅尺）数据跳变，加工尺寸波动（信号线缆干扰）。排除方法：1.清洁校准：无尘布蘸酒精擦拭传感器镜头，调整安装角度（避免检测区域遮挡）；用信号发生器模拟输入，观察系统响应（判断传感器本体或线路故障）。2.更换标定：失效传感器按型号、量程更换（如压力传感器量程需覆盖工作压力1.5倍）；位移传感器重新标定零点，PLC程序微调检测阈值（如接近开关检测距离由5mm改为4mm）。三、液压与气动系统故障：泄漏、压力异常（一）液压油泄漏：油位下降、压力不足典型现象：液压缸活塞杆外渗油，推力不足（密封件老化）；管路接头处油迹明显，系统压力上不去（O型圈损坏）；换向阀内漏，执行元件爬行（阀芯磨损）。排除方法：1.泄漏定位：停机后观察泄漏点，重点检查使用超2年的密封件；分段加压（工作压力的80%），排查内泄漏（如液压缸保压试验，5分钟压降＞0.5MPa需修）。2.密封修复：更换损坏的密封件（安装时避免划伤密封面）；扭矩扳手紧固管接头（M12接头扭矩30~40N·m）；清洗/更换过滤器（滤芯压差＞0.3MPa时更换）。（二）气压不足：气缸迟缓、夹紧力弱典型现象：气缸动作迟缓，夹紧机构无法自锁（空压机排气量不足）；气动阀换向卡顿，阀芯磨损（气源含水量高）；管路泄漏，系统压力低于设定值（如要求0.6MPa，实际0.4MPa）。排除方法：1.气源优化：清理空压机进气滤清器，检查储气罐自动排水器（避免水分锈蚀）；压力表测量减压阀输出，失效则更换（调节后压力无变化）。2.管路维护：涂抹肥皂水排查泄漏点，更换老化软管（管壁变薄导致压降大）；定期向油雾器添加气动油，润滑气动元件。四、故障排查的通用思路：从现象到本质1.故障记录：详细记录故障时的工况（负载、速度、环境）、报警代码、异常现象（声音、振动、参数），为分析提供依据。2.分层排查：先查外部因素（电源、气源、润滑），再排执行机构（电机、缸体），最后分析控制系统（PLC、程序）。例如设备不动作，先看急停是否复位，再查接触器，最后查PLC输出。3.试验验证：修复后空载、负载试运行，观察故障是否消除。如更换轴承后，连续运行1小时，监测温度（≤环境+40℃）、振动（≤4.5mm/s）。结语：预防胜于维修，维护创造价值机